Traitement de cisaillement de coupe de tôle
Les procédés de découpage de la tôle sont ceux dans lesquels une pièce de tôle est séparée en appliquant une force suffisamment importante pour provoquer la coupure du matériau. Les processus de coupe les plus courants sont effectués en appliquant une force de cisaillement, et sont donc parfois appelés processus de cisaillement. Lorsqu'une force de cisaillement suffisante est appliquée, la contrainte de cisaillement dans le matériau dépassera la résistance au cisaillement ultime et le matériau tombera en panne et se séparera à l'emplacement de la coupe. Cette force de cisaillement est appliquée par deux outils, l'un au-dessus et l'autre au-dessous de la feuille. Qu'il s'agisse d'un poinçon et d'une matrice ou de lames supérieures et inférieures, l'outil situé au-dessus de la feuille fournit un coup rapide vers le bas à la tôle qui repose sur l'outil inférieur. Un faible jeu est présent entre les bords des outils supérieurs et inférieurs, ce qui facilite la fracture du matériau. La taille de ce jeu est typiquement de 2 à 10% de l'épaisseur du matériau et dépend de plusieurs facteurs, tels que le processus de cisaillement spécifique, le matériau et l'épaisseur de la feuille.
Les effets du cisaillement du métal sur le matériau changent à mesure que la coupe progresse et sont visibles sur le bord du matériau cisaillé. Lorsque le poinçon ou les lames de métal heurte la feuille, le jeu entre les outils permet à la feuille de se déformer et de "rouler" sur le bord. Au fur et à mesure que l'outil pénètre dans la feuille, le cisaillement produit une zone de matériau brunie verticalement. Enfin, la contrainte de cisaillement du métal est trop importante et le matériau se fracture en angle avec une petite bavure formée sur le bord. La hauteur de chacune de ces parties de la coupe dépend de plusieurs facteurs, dont la netteté des outils et le jeu entre les outils.
Une variété de processus de coupe qui utilisent des forces de cisaillement existent pour séparer ou enlever le matériau d'une pièce de stock de feuilles de différentes manières. Chaque processus est capable de former un type spécifique de coupe, certains avec un chemin ouvert pour séparer une partie du matériau et d'autres avec un chemin fermé pour découper et retirer ce matériau. En utilisant plusieurs de ces processus ensemble, les pièces en tôle peuvent être fabriquées avec des découpes et des profils de n'importe quelle géométrie 2D. De tels processus de coupe comprennent les éléments suivants:
Cisaillement - Séparation du matériau en deux parties
Blanking - Retrait du matériau à utiliser pour les pièces
Blanking conventionnel
Blanking fin
Poinçonnage - Enlèvement de matériel comme ferraille
Perçant
Slotting
Perforateur
Entailler
Grignotage
Lancing
Refendre
Séparation
Couper
Garniture
Rasage
Dinking
Cisaillement de tôle
Comme mentionné ci-dessus, il existe plusieurs procédés de coupe qui utilisent la force de cisaillement pour couper la tôle. Cependant, le terme «cisaillement» désigne à lui seul un processus de coupe spécifique qui produit des coupes en ligne droite pour séparer une pièce de tôle. Le plus souvent, le cisaillement est utilisé pour couper une feuille parallèle à un bord existant qui est tenu carré, mais des coupes angulaires peuvent également être faites. Pour cette raison, le cisaillement est principalement utilisé pour couper des stocks de feuilles en plus petites tailles en préparation pour d'autres processus. Shearing a les capacités suivantes:
Épaisseur de feuille: 0.005-0.25 pouces
Tolérance : ± 0,1 pouce (± 0,005 pouce possible)
Finition de surface : 250-1000 μin (125-2000 μin faisable)
Le processus de cisaillement de coupe de tôle est exécuté sur une machine de cisaillement, souvent appelée cisaillement d'équarrissage ou cisaillement de puissance, qui peut être actionnée manuellement (à la main ou au pied) ou par l'énergie hydraulique, pneumatique ou électrique. Une machine de cisaillement typique comprend une table avec des bras de support pour maintenir la feuille, des butées ou des guides pour fixer la feuille, des lames de bord droit supérieur et inférieur, et un dispositif de jaugeage pour positionner précisément la feuille. La feuille est placée entre les lames supérieure et inférieure, qui sont ensuite forcées ensemble contre la feuille, coupant le matériau. Dans la plupart des appareils, la lame inférieure reste stationnaire tandis que la lame supérieure est forcée vers le bas. La lame supérieure est légèrement décalée par rapport à la lame inférieure, soit environ 5 à 10% de l'épaisseur de la feuille. En outre, la lame supérieure est généralement inclinée de sorte que la coupe progresse d'une extrémité à l'autre, réduisant ainsi la force requise. Les lames utilisées dans ces machines ont généralement un bord carré plutôt qu'un couteau et sont disponibles dans différents matériaux, tels que l'acier faiblement allié et l'acier à haute teneur en carbone.
Découpage de tôle
Le découpage est un processus de coupe dans lequel une pièce de tôle est retirée d'une plus grande pièce de stock en appliquant une force de cisaillement assez grande . Dans ce processus, la pièce retirée, appelée l' ébauche , n'est pas de la ferraille mais plutôt la pièce désirée. La découpe peut être utilisée pour découper des pièces dans presque toutes les formes 2D, mais elle est généralement utilisée pour découper des pièces avec des géométries simples qui seront ensuite façonnées dans les processus suivants. Souvent, plusieurs feuilles sont masquées en une seule opération. Les pièces finales qui sont produites en utilisant le découpage comprennent des engrenages, des bijoux et des composants de montre ou d'horloge. Les pièces vierges nécessitent généralement une finition secondaire pour lisser les bavures le long du bord inférieur.
Le processus d'obturation nécessite une presse d'obturation, un support en tôle, un poinçon d' obturation et une matrice d'obturation. Le stock de tôle est placé sur la matrice dans la presse d'obturation. La matrice, au lieu d'avoir une cavité, a une découpe dans la forme de la pièce désirée et doit être faite sur mesure à moins qu'une forme standard ne soit formée. Au-dessus de la feuille, se trouve le poinçon d'effacement qui est un outil ayant la forme de la pièce désirée. La matrice et le poinçon sont généralement faits d'acier à outils ou de carbure. La presse hydraulique entraîne le poinçon vers le bas à grande vitesse dans la feuille. Un petit jeu, typiquement 10-20% de l'épaisseur du matériau, existe entre le poinçon et la matrice. Lorsque le poinçon frappe la feuille, le métal dans ce jeu se plie rapidement et se fracture ensuite. L'ébauche qui a été cisaillée du stock tombe maintenant librement dans l'espace dans la matrice. Ce processus est extrêmement rapide, avec certaines presses d'effacement capables d'effectuer plus de 1000 coups par minute.
Poinçonnage de tôle
Le poinçonnage est un processus de coupe dans lequel le matériau est retiré d'une pièce de tôle en appliquant une force de cisaillement assez grande . Le poinçonnage est très similaire au découpage sauf que le matériau retiré, appelé le bouchon, est un déchet et laisse derrière lui la caractéristique interne désirée dans la feuille, telle qu'un trou ou une fente. Le poinçonnage peut être utilisé pour produire des trous et des découpes de différentes formes et tailles. Les trous perforés les plus courants sont des formes géométriques simples (cercle, carré, rectangle, etc.) ou des combinaisons de celles-ci. Les bords de ces traits perforés auront quelques bavures d'être cisaillé, mais sont de bonne qualité. Les opérations de finition secondaires sont généralement effectuées pour obtenir des bords plus lisses.
Le processus de poinçonnage nécessite une presse à poinçonner, une pièce de tôlerie , un poinçon et une matrice. Le stock de tôle est positionné entre le poinçon et la matrice à l'intérieur de la presse à poinçonner. La matrice, située sous la feuille, a une découpe dans la forme de la caractéristique désirée. Au-dessus de la feuille, la presse maintient le poinçon, qui est un outil sous la forme de la caractéristique désirée. Des poinçons et des matrices de formes standard sont généralement utilisés, mais des outils personnalisés peuvent être utilisés pour poinçonner des formes complexes. Cet outillage, standard ou sur mesure, est généralement fabriqué en acier à outils ou en carbure. La presse à poinçonner pousse le poinçon vers le bas à grande vitesse à travers la feuille et dans la matrice ci-dessous. Il y a un petit jeu entre le bord du poinçon et la matrice, ce qui fait que le matériau se plie et se fracture rapidement. Le bouchon qui est découpé dans la feuille tombe librement à travers l'ouverture conique dans la matrice. Ce processus peut être effectué sur une presse à poinçonner manuelle, mais aujourd'hui les poinçonneuses à commande numérique par ordinateur (CNC) sont les plus courantes. Une presse à poinçonner CNC peut être alimentée hydrauliquement, pneumatiquement ou électriquement et fournit environ 600 poinçons par minute. En outre, de nombreuses poinçonneuses CNC utilisent une tourelle qui peut contenir jusqu'à 100 poinçons différents qui sont mis en rotation si nécessaire.
Une opération de poinçonnage de tôle typique est une opération dans laquelle un outil de perforation cylindrique perce la tôle en formant un seul trou. Cependant, une variété d'opérations est possible pour former différentes fonctionnalités. Ces opérations comprennent les éléments suivants:
